Sensor Cooper

Sensor Cooper es un sistema de monitorización IoT de bajo consumo basado en LoRaWAN, diseñado específicamente para medir el nivel y la altura del agua en ríos y arroyos en tiempo real.

Utilizando conectividad inalámbrica de largo alcance (LoRa) y sensores de precisión, este proyecto facilita la medición remota y la prevención de desbordamientos en entornos naturales de difícil acceso.

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Características Principales

• Medición Ultrasónica de Precisión: Utiliza el sensor ultrasónico industrial impermeable JSN-SR04T para calcular con alta fiabilidad la distancia entre el nodo sensor y la superficie del agua.
• Ultrabajo Consumo de Energía: Optimizado para funcionar con baterías y paneles solares mediante el modo Deep Sleep del ESP32.
• Gestión Inteligente de Alimentación: El sensor ultrasónico no está encendido continuamente. Se corta y habilita su alimentación (GND) a través de un transistor NPN de forma programática, garantizando la recolección de los datos precisos usando la menor energía posible.
• Conectividad LoRaWAN: Transmisión de largo alcance de la distancia al agua y voltaje de la batería, perfectamente compatible para integración en The Things Network (TTN) u otras plataformas de servidor privado (ChirpStack).
• Generador Integrado de Decodificador TTN: Permite visualizar de manera autónoma el código Javascript necesario para TTN (The Things Network) adaptado al payload dinámico de la distancia.
• Diseño Robusto (Filtro de Mediana): Ejecuta la medición usando algoritmos de cálculo de la mediana para evitar interferencias, ecos falsos causados por obstáculos menores y suavizar variaciones erráticas en la superficie del agua.

Hardware Requerido

1. Placa Controlador LoRa: Basada en ESP32 con chip LoRa SX1276 (por ejemplo: LilyGo T3, T-Beam u otras placas de desarrollo T-Series compatibles).
2. Sensor de Proximidad Unshielded/Waterproof: Sensor Ultrasónico JSN-SR04T.
   • Pines predeterminados:
     • TRIG (Trigger): Pin 13
     • ECHO: Pin 12
3. Transistor NPN: (Por ejemplo 2N2222, BC547) para actuar como interruptor (low-side switch) puenteando el GND del sensor y ahorrando batería durante los intervalos de Sleep. Controlado a través del Pin 15 (VSLEEP). (Se incluye también un pin 0 para VOUT constante).
4. Batería LiPo o 18650 y, opcionalmente, un setup de panel solar si la placa soporta carga (Ej: gestión mediante AXP192 / PMU integrado).

⚙️ Funcionamiento

El comportamiento cíclico del Sensor Cooper se resume en los siguientes pasos:

1. El microcontrolador ESP32 despierta de su estado de sueño profundo (Deep Sleep).
2. Alimenta al sensor JSN-SR04T activando la base del transistor NPN (nivel alto/HIGH).
3. Tras un breve tiempo de estabilización (~500ms), emite los pulsos ultrasónicos y recolecta una muestra secuencial de 5 medidas distintas, filtrando los extremos extraños y calculando la mediana matemática de los resultados.
4. Corta la alimentación al sensor para detener el consumo eléctrico del JSN-SR04T y del propio conversor de la placa sensora (poniendo a LOW el pin de control).
5. Recopila el nivel actual de batería.
6. Integra la distancia en centímetros y el voltaje de la batería en un pequeño payload (paquete de datos).
7. Transmite los datos a través del módulo radiofrecuencia (LoRaWAN).
8. Al recibir la confirmación (si está configurado) o completar la ventana de escucha de la red, vuelve al estado Deep Sleep durante el tiempo programado, reiniciando su ciclo.

💻 Desarrollo y Compilación

Este proyecto usa PlatformIO para el desarrollo. Asegúrate de tenerlo instalado (ej: como extensión en VS Code).

# Para compilar el proyecto (reemplaza T3_V1_6_SX1276 con el chip LoRa de tu placa)
pio run -e T3_V1_6_SX1276

# Para subir el código e inicializar el monitor serie
pio run -e T3_V1_6_SX1276 -t upload && pio device monitor

Configuración LMIC: Todos los pines del sensor y las claves de conexión OTAA/ABP de The Things Network deben definirse y comprobarse en config/lorawan_config.h y config/hardware_config.h según aplique a tu hardware de despliegue final.